Tìm hiểu công nghệ sản xuất rượu và các dòng thải chính

Mục lục Lời nói đầu 3 Phần một. Công nghệ sản xuất Chương 1. Tổng quan 1. Giới thiệu 4 2. Tình hình sản xuất trong nước 4 3. Tình hình sản xuất trên thế giới 5 4. Sơ lược các công nghệ 6 Chương 2. Qui trình công nghệ 1. Sơ đồ công nghệ 7 2. Nguyên liệu 7 3. Nghiền nguyên liệu 10 4. Nấu nguyên liệu 11 5. Đường hoá dịch cháo 13 6. Lên men dịch đường 15 7. Chưng cất 18 8. Đặc điểm sử dụng điện, nước 21 Phần hai. Vấn đề môi trường 22 Kết luận 23 Phụ lục 24 Tài liệu tham khảo 25

doc26 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 11/01/2013 | Lượt xem: 1833 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tìm hiểu công nghệ sản xuất rượu và các dòng thải chính, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tr­êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ViÖn KH – CN M«i tr­êng ******* Bµi tiÓu luËn m«n qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Chñ ®Ò: T×m hiÓu c«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu vµ c¸c dßng th¶i chÝnh Sinh viªn thùc hiÖn: TrÇn Ngäc Linh Vò §øc Duy NguyÔn Hïng S¬n Líp: M«i tr­êng K51 ThÇy gi¸o h­íng dÉn: ThÇy §inh B¸ch Khoa Hµ Néi 2008 môc lôc Trang Lêi nãi ®Çu 3 PhÇn mét. C«ng nghÖ s¶n xuÊt Ch­¬ng 1. Tæng quan Giíi thiÖu 4 T×nh h×nh s¶n xuÊt trong n­íc 4 T×nh h×nh s¶n xuÊt trªn thÕ giíi 5 S¬ l­îc c¸c c«ng nghÖ 6 Ch­¬ng 2. Qui tr×nh c«ng nghÖ S¬ ®å c«ng nghÖ 7 Nguyªn liÖu 7 NghiÒn nguyªn liÖu 10 NÊu nguyªn liÖu 11 §­êng ho¸ dÞch ch¸o 13 Lªn men dÞch ®­êng 15 Ch­ng cÊt 18 §Æc ®iÓm sö dông ®iÖn, n­íc 21 PhÇn hai. VÊn ®Ò m«i tr­êng 22 KÕt luËn 23 Phô lôc 24 Tµi liÖu tham kh¶o 25 Lêi nãi ®Çu Trong thêi gian häc m«n C¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¬ b¶n, ®­îc sù chØ dÉn cña thÇy Khoa, nhãm sinh viªn chóng em ®· cã c¬ héi t×m hiÓu vÒ C«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu, cån etylic vµ c¸c dßng th¶i chÝnh trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Sau ®©y lµ b¶n b¸o c¸o vÒ néi dung ®· t×m hiÓu. Néi dung c¬ b¶n gåm 3 phÇn: PhÇn 1: Tæng quan, NguyÔn Hïng S¬n viÕt. PhÇn 2: Qui tr×nh s¶n xuÊt, TrÇn Ngäc Linh viÕt. PhÇn 3: VÊn ®Ò m«i tr­êng, Vò §øc Duy viÕt. Sù t×m hiÓu míi dõng l¹i ë khÝa c¹nh lý thuyÕt, vµ chñ yÕu qua s¸ch vµ c¸c ph­¬ng tiÖn truyÒn th«ng, cho nªn ch¾c ch¾n cßn cã nhiÒu sai sãt. RÊt mong ®­îc sù gãp ý cña thÇy vµ c¸c b¹n ®Ó néi dung ®­îc ho¶n chØnh h¬n. Hµ Néi, 17/10/2008 TrÇn Ngäc Linh PhÇn mét. c«ng nghÖ s¶n xuÊt Ch­¬ng 1. tæng quan 1. Giíi thiÖu R­îu chiÕt xuÊt tõ g¹o hoÆc tinh bét, ®iÒu nµy gióp Ých cho cuéc sèng hµng ngµy cña con ng­êi vµ ®ång thêi còng ®­îc øng dông nhiÒu trong c«ng nghÖ chÕ biÕn thøc ¨n vµ d­îc phÈm. ë mét sè n­íc cßn cïng cån ®Ó pha vµo x¨ng nh»m gi¶m chi phÝ vµ b¶o vÖ m«i tr­êng. R­îu cßn lµ nguyªn liÖu cho mét sè ngµnh c«ng nghÖ kh¸c nh­ s¶n xuÊt axit axetic, axit xitric. Vµ r­îu còng cã thÓ lµm chÊt ®èt v× 1g cån khi ®èt sinh ra 7 cal. C«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu ®· vµ ®ang lµ mét c«ng nghÖ chuyªn nghiÖp l©u ®êi ë nhiÒu n­íc trªn thÕ giíi. Ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng lµ dùa vµo kinh nghiÖm vµ kü thuËt thñ c«ng. Nh­ng ngµy nay, nh÷ng thiÕt bÞ tù ®éng ho¸ ®ang ®­îc ®­a dÇn vµo sö dông ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ s¶n xuÊt vµ ®ång thêi kiÓm so¸t ®­îc chÊt l­îng còng nh­ c¶i thiÖn ®­îc vÊn ®Ò vÖ sinh trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. 2. T×nh h×nh s¶n xuÊt r­îu ë n­íc ta HiÖn nay ë n­íc ta chØ cã ba c¬ së lµm ra ®­îc cån lo¹i I ®¹t TCVN – 71. §ã lµ C«ng ty R­îu Bia §ång Xu©n Phó Thä, C«ng ty R­îu Hµ Néi vµ Nhµ m¸y r­îu B×nh T©y. Tû lÖ lo¹i I còng ch­a nhiÒu, riªng r­îu §ång Xu©n ®¹t 70 – 80%. Ngoµi ba c¬ së trªn, c¸c c¬ së s¶n xuÊt cßn l¹i chØ lµm ra ®­îc cån lo¹i II hoÆc thÊp h¬n vµ hÇu hÕt lµ cån tõ rØ ®­êng. C«ng ty R­îu Hµ Néi cã c«ng suÊt thiÕt kÕ 10 triÖu lÝt/n¨m vµ Nhµ m¸y r­îu B×nh T©y cã c«ng suÊt thiÕt kÕ 20 triÖu lÝt/n¨m. Nh­ng n¨m 1997, c¶ 2 nhµ m¸y chØ s¶n xuÊt ®­îc 3,28 triÖu lÝt r­îu. N¨m 1998 C«ng ty r­îu Hµ Néi n©ng s¶n l­îng lªn 4,2 triÖu lÝt r­îu vµ 1,7 triÖu lÝt cån. Ngoµi ra, c¶ n­íc cßn cã 26 doanh nghiÖp quèc doanh víi tæng c«ng suÊt thiÕt kÕ kho¶ng 25,8 triÖu lÝt/n¨m. Tuy nhiªn n¨m 1997 chØ s¶n xuÊt ®­îc 13,53 triÖu lÝt. Trong 26 doanh nghiÖp nµy chØ cã 3 doanh nghiÖp cã c«ng suÊt 1,8 triÖu lÝt/n¨m trë lªn lµ C«ng ty r­îu n­íc gi¶i kh¸t Th¨ng Long, C«ng ty r­îu §ång Xu©n vµ C«ng ty §­êng r­îu ViÖt Tr×. C«ng ty r­îu n­íc gi¶i kh¸t Th¨ng Long cã c«ng suÊt thiÕt kÕ 5 triÖu lÝt/n¨m, s¶n l­îng thùc tÕ n¨m 1997 lµ 4,8 triÖu lÝt. S¶n phÈm chñ yÕu lµ c¸c lo¹i r­îu vang, r­îu Champagne. C«ng ty r­îu §ång Xu©n cã c«ng suÊt thiÕt kÕ 600 ngh×n lÝt cån/n¨m (t­¬ng ®­¬ng 1,8 triÖu lÝt r­îu/n¨m). S¶n l­îng cån s¶n xuÊt thùc tÕ hµng n¨m kho¶ng 700 – 800 ngh×n lÝt, v­ît c«ng suÊt thiÕt kÕ. S¶n phÈm chñ yÕu lµ c¸c lo¹i r­îu pha chÕ, r­îu vang, r­îu champagne. C¸c c¬ së s¶n xuÊt t­ nh©n vµ cæ phÇn cã tæng c«ng suÊt thiÕt kÕ lµ 4,55 triÖu lÝt/n¨m. Vèn ®Çu t­ 6,9 tû ®ång. S¶n l­îng thùc tÕ s¶n xuÊt: n¨m 1995 kho¶ng 1,63 triÖu lÝt, n¨m 1996: 1,84 triÖu lÝt, n¨m 1997: 2,53 triÖu lÝt. C¸c c¬ së nµy chñ yÕu thµnh lËp tõ nh÷ng n¨m 1990, thiÕt bÞ phÇn lín chÕ t¹o trong n­íc, th­êng cã vèn ®Çu t­ thÊp, c«ng suÊt nhá nªn thiÕt th­êng ch¾p v¸, kh«ng ®ång bé, lao ®éng hoµn toµn thñ c«ng, c«ng nghÖ s¶n xuÊt trong n­íc, s¶n phÈm chñ yÕu tËp trung vµo s¶n xuÊt c¸c lo¹i r­îu pha chÕ, mét sè c¬ së s¶n xuÊt r­îu vang vµ champagne, tuú theo nhu cÇu cña thÞ tr­êng. Mét sè c¬ së cã ®Çu t­ th­êng xuyªn cho c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ nªn s¶n phÈm t­¬ng ®èi æn ®Þnh vµ tèt, cßn phÇn lín c¸c c¬ së kh¸c s¶n xuÊt theo thêi vô, ®èi t­îng b¸n hµng chñ yÕu tËp trung ë c¸c vïng n«ng th«n, miÒn nói, chÊt l­îng s¶n phÈm kÐm, kh«ng æn ®Þnh nh­ng gi¸ thµnh thÊp, nªn kinh doanh vÉn cã hiÖu qu¶. C¸c doanh nghiÖp cã vèn ®Çu t­ n­íc ngoµi: do chÝnh s¸ch më cöa cña Nhµ n­íc, mÊy n¨m gÇn ®©y c¸c ®èi t¸c n­íc ngoµi ®· sang ViÖt Nam liªn doanh ®Ó s¶n xuÊt r­î­. S¶n l­îng r­îu mïi vµ r­îu tr¾ng cña c¸c c¬ së cã vèn ®Çu t­ n­íc ngoµi t¨ng nhanh trong nh÷ng n¨m 1995 ®Õn n¨m 2000. N¨m 2000 ®¹t 1,6 triÖu lÝt/n¨m. C¸c s¶n phÈm s¶n xuÊt hiÖn nay ë quy m« c«ng nghiÖp chñ yÕu lµ r­îu pha chÕ tõ cån tinh luyÖn, ®a sè h­¬ng vÞ cña c¸c s¶n phÈm phô thuéc chñ yÕu vµo h­¬ng liÖu vµ chÊt phô gia ®­a tõ ngoµi vµo; ch­a cã s¶n phÈm nµo ®Æc tr­ng cho ViÖt Nam. 3. T×nh h×nh s¶n xuÊt trªn thÕ giíi: Cån r­îu ®­îc con ng­êi xem lµ s¶n phÈm thùc phÈm nh­ng còng l¹i lµ s¶n phÈm cã nguy c¬ ®éc h¹i ®èi víi c¬ thÓ con ng­êi. Tuy nhiªn, s¶n l­îng cån mµ thÕ giíi s¶n xuÊt ra hµng n¨m vÉn ngµy cµng t¨ng thªm. S¶n l­îng cån s¶n xuÊt ë mét sè n­íc cho trong b¶ng sau: H×nh 1. S¶n l­îng cån s¶n xuÊt ë mét sè n­íc (n¨m 1958)  HÇu hÕt c¸c n­íc trªn thÕ giíi ®Òu dïng cån ®Ó pha chÕ r­îu vµ cho c¸c nhu cÇu kh¸c nhau nh­: y tÕ, nhiªn liÖu vµ nguyªn liÖu cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c. Tuú theo t×nh h×nh ph¸t triÓn ë mçi n­íc, tû lÖ cån dïng trong c¸c ngµnh rÊt ®a d¹ng vµ kh¸c nhau. ë c¸c n­íc cã c«ng nghiÖp r­îu vang ph¸t triÓn nh­ Italia, T©y Ban Nha, M«n ®« va,… cån ®­îc dïng ®Ó t¨ng thªm nång ®é r­îu. Mét l­îng kh¸ lín cån ®­îc dïng ®Ó pha chÕ c¸c lo¹i r­îu m¹nh, cao ®é nh­ Whisky, Rartin, Brandy, Napoleon, Rhum,… Trong thêi gian 1954 – 1955, ë NhËt chØ cã 19,1% cån ®­a vµo pha chÕ r­îu, ë §an M¹ch chØ 11,6%, cßn ë BØ cån ®­a vµo pha chÕ r­îu m¹nh chiÕm tíi 39% s¶n l­îng n¨m. ë Liªn X« cò cån ®­a vµo s¶n xuÊt c¸c ®å uèng chiÕm tíi 40%; 60% cßn l¹i ®­îc dïng vµo c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c.. R­îu vµ c¸c ®å uèng cã r­îu chiÕm mét vÞ trÝ ®¸ng kÓ trong c«ng nghiÖp thùc phÈm. Chóng rÊt ®a d¹ng, tuú theo truyÒn thèng vµ thÞ hiÕu cña ng­êi tiªu dïng mµ c¸c nhµ s¶n xuÊt lµm ra nhiÒu lo¹i r­îu mang tªn kh¸c nhau. Tuy nhiªn cã thÓ chi thµnh 3 lo¹i chÝnh: r­îu m¹nh cao ®é cã nång ®é trªn 30% thÓ tÝch, r­îu th«ng th­êng cã nång ®é tõ 15 – 30% thÓ tÝch, vµ r­îu nhÑ cã nång ®é d­íi 15% thÓ tÝch. 4. S¬ l­îc c¸c c«ng nghÖ Dùa vµo nguyªn liÖu cã thÓ cã c¸c c«ng nghÖ ®i tõ nguyªn liÖu chøa tinh bét, ®­êng vµ nguyªn liÖu chøa xenluloza. Ph­¬ng ph¸p dïng nguyªn liÖu xenluloza th­êng kÐm hiÖu qu¶ kinh tÕ, do thuû ph©n xenluloza khã kh¨n h¬n thuû ph©n tinh bét. Trong s¶n xuÊt r­îu, cån, c«ng ®o¹n ch­ng lµ kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong bÊt kú c«ng nghÖ nµo. Cã hai ph­¬ng ph¸p ch­ng cÊt lµ dïng nåi ch­ng cÊt vµ dïng th¸p ch­ng cÊt. Dïng nåi ch­ng cÊt cã ­u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n, dÔ thao t¸c, r­îu cßn cã mïi vÞ cña c¸c chÊt ®i kÌm t¹o h­¬ng th¬m. Ph­¬ng ph¸p nµy chñ yÕu ®­îc ¸p dông ë c¸c lµng nghÒ vµ c¸c c¬ së t­ nh©n, hé gia ®×nh. Nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ kÐm hiÖu qu¶ kinh tÕ, ®é tinh khiÕt kh«ng cao, thêi gian l©u, tõ 6 ®Õn 8 giê, cÇn thïng lín, tèn vËt liÖu vµ n¨ng suÊt thÊp, tèn h¬i vµ nhiÖt, nång ®é cån kh«ng æn ®Þnh vµ gi¶m dÇn trong qu¸ tr×nh ch­ng. Lóc ®Çu cã thÓ ®¹t 75 – 80% thÓ tÝch, cuèi chØ cßn 5 – 6% thÓ tÝch. Nång ®é trung b×nh tõ 20 – 30%. Tæn thÊt r­îu theo b· nhiÒu gÊp 3 – 4 lÇn so víi khi dïng th¸p ch­ng. Ph­¬ng ph¸p dïng th¸p ch­ng kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm trªn, ®é tinh khiÕt cao, hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. ë c¸c n­íc tiªn tiÕn hiÖn nay chØ dïng ph­¬ng ph¸p nµy. ë n­íc ta nhiÒu xÝ nghiÖp nhá vµ c¸c x­ëng t­ nh©n còng ®ang dÇn ¸p dông ph­¬ng ph¸p nµy. Trong bµi tiÓu luËn nµy em tr×nh bµy c«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu ®i tõ nh÷ng nguyªn liÖu chøa tinh bét hoÆc ®­êng vµ dïng nåi ch­ng gi¸n ®o¹n khi ch­ng cÊt r­îu. Ch­¬ng 2. qui tr×nh c«ng nghÖ 1. S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu, cån etylic: H×nh 2. S¬ ®å c«ng nghÖ  2. Nguyªn liÖu dïng trong s¶n xuÊt r­îu: a. Nguyªn liÖu chøa tinh bét: Nguyªn liÖu chñ yÕu mµ c¸c nhµ m¸y r­îu ë n­íc ta th­êng sö dông lµ s¾n, sau ®ã lµ ng« vµ mét phÇn g¹o hoÆc tÊm. Cñ s¾n gåm ba phÇn chÝnh: vá, thÞt cñ vµ lâi; ngoµi ra cßn cã cuèng vµ rÔ cñ. Vá gåm vá gç vµ vá cïi. Vá gç cÊu t¹o chñ yÕu lµ xenluloza. Vá gç cã t¸c dông b¶o vÖ cñ khái t¸c ®éng bªn ngoµi; ®ång thêi h¹n chÕ mÊt n­íc cña cñ. B¶n th©n vá cñ cøng nh­ng liªn kÕt kh«ng bÒn víi vá cïi, do ®ã dÔ mÊt khi thu ho¹ch vµ vËn chuyÓn. Tû lÖ vá gç th­êng vµo kho¶ng tõ 1,5 – 2 %. Vá cïi dµy kho¶ng 1 – 3 mm vµ chiÕm 8 – 15 % khèi l­îng cñ. Vá cïi gåm líp tÕ bµo m« cøng phñ ngoµi. Thµnh phÇn líp nµy còng chñ yÕu lµ xenluloza, hÇu nh­ kh«ng cã tinh bét nh­ng chøa mñ s¾n. Trong thµnh phÇn mñ s¾n cã chøa c¸c pholyphenol. TiÕp theo lµ líp tÕ bµo m« mÒm, líp nµy ngoµi mñ s¾n cßn chøa kho¶ng 5 % tinh bét. C¸c polyphenol, enzym vµ linamarin cã t¸c dông b¶o vÖ cñ ph¸t triÓn b×nh th­êng tr­íc thu ho¹ch, nh­ng khi ®· ®µo bíi cñ khái ®Êt chóng l¹i g©y trë ng¹i cho b¶o qu¶n vµ chÕ biÕn. Tæng l­îng c¸c chÊt polyphenol trong s¾n kho¶ng 0,1 – 0,3 %, trong ®ã cã ®Õn 85 – 90 % tËp trung ë vá cïi. Sau vá cïi lµ khe mñ – n¬i l­u th«ng mñ gi÷a vá cïi vµ thÞt cñ. Do t¸c dông nµy nªn liªn kÕt gi÷a vá víi thÞt s¾n kh«ng bÒn, dÔ t¸ch vá khái thÞt s¾n. Líp tiÕp nèi lµ tÇng sinh gç, víi cñ ph¸t triÓn b×nh th­êng th× líp nµy chØ nh×n râ sau khi luéc chÝn. TiÕp theo tÇng sinh gç lµ thÞt s¾n chøa nhiÒu tinh bét, protein vµ c¸c chÊt dÇu. §©y lµ phÇn dù tr÷ chñ yÕu c¸c chÊt dinh d­ìng cña cñ. C¸c chÊt polyphenol, ®éc tè vµ enzym chøa ë thÞt cñ tuy kh«ng nhiÒu, chØ 10 – 15% so víi chóng cã trong cñ nh­ng vÉn g©y trë ng¹i khi chÕ biÕn lµm biÕn mµu, s¾n bÞ ch¶y mñ sÏ khã tho¸t n­íc khi sÊy hoÆc ph¬i kh«. Lâi s¾n n»m ë trung t©m cñ, däc suèt chiÒu dµi. Thµnh phÇn lâi chñ yÕu lµ xenluloza. Lâi cã chøc n¨ng dÉn n­íc vµ c¸c chÊt dinh d­ìng gi÷a c©y vµ cñ, ®ång thêi gióp tho¸t n­íc khi sÊy hoÆc ph¬i kh«. Thµnh phÇn cña cñ s¾n t­¬i dao ®éng trong giíi h¹n kh¸ lín: tinh bét 20 – 34%, protein 0,8 – 1,2%, chÊt bÐo 0,3 – 0,4%, xenluloza 1 – 3,1%, chÊt tro 0,54%, polyphenol 0,1 – 0,3% vµ n­íc 60,0 – 74,2%. Cã thÓ biÓu diÔn b»ng ®å thÞ víi c¸c gi¸ trÞ lÊy trung b×nh nh­ sau: H×nh 3. Thµnh phÇn chÝnh cña cñ s¾n t­¬i  S¾n dïng trong s¶n xuÊt r­îu chñ yÕu lµ s¾n l¸t kh« hoÆc s¾n dui. Ngoµi s¾n kh« ng­êi ta cßn dïng g¹o tÊm vµ ng« ®Ó s¶n xuÊt ra cån cã chÊt l­îng c¶m quan cao, dïng pha chÕ c¸c lo¹i r­îu cao cÊp vµ xuÊt khÈu. Thµnh phÇn ho¸ häc cña mét sè nguyªn liÖu chøa tinh bét ®­îc cho trong b¶ng d­íi tÝnh theo % trung b×nh. B¶ng 1. Thµnh phÇn ho¸ häc cña mét sè nguyªn liÖu Thµnh phÇn  S¾n kh«  G¹o tÎ  TÊm  C¸m g¹o  Ng«        vµng  ®¸   N­íc  14  11  11,5  11-12,0  12,5  13,0   Gluxit lªn men  67,6  69,2  41,0  28-37,0  68,4  72,6   Protit  1,75  7,3  5,3  6,1-13,4  8,3  7,2   ChÊt tro  1,79  0,9  17,7  13,6-22,3  1,6  1,1   ChÊt bÐo  0,78  1,2  2,0  2,3-17,9  5,1  4,1   Xenluloza  3,38  0,5  22,5  6,8-30,1  4,1  2,0   §èi víi s¶n xuÊt r­îu th× thµnh phÇn quan träng nhÊt lµ gluxit lªn men ®­îc, gåm tinh bét vµ mét sè ®­êng. Trong ®a sè gluxit nãi chung th× tû lÖ gi÷a H vµ O ®Òu t­¬ng tù nh­ trong n­íc – Cn(H2O)m. Tuy nhiªn, còng cã nh÷ng gluxit tû lÖ gi÷a H vµ O kh«ng gièng nhau nh­ trong n­íc, vÝ dô Ramnoza – C6H12O5. b. Nguyªn liÖu chøa ®­êng – rØ ®­êng: MËt rØ hay rØ ®­êng lµ thø phÈm cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt ®­êng, th­êng chiÕm tõ 3 – 5% so víi l­îng mÝa ®­a vµo s¶n xuÊt. Tû lÖ nµy phô thuéc vµo chÊt l­îng mÝa vµ c«ng nghÖ s¶n xuÊt. Tõ 1 tÊn mËt rØ chóng ta cã thÓ thu ®­îc: 300 lÝt cån 100o, 50 kg nÊm men b¸nh m×, 160 kg CO2 láng, 14 kg glyxerin, 14,2 kg m× chÝnh vµ mét sè s¶n phÈm kh¸c. Thµnh phÇn mËt rØ phô thuéc vµo gièng mÝa, ®Êt ®ai trång trät vµ ®iÒu kiÖn canh t¸c còng nh­ c«ng nghÖ s¶n xuÊt ®­êng. B×nh th­êng l­îng chÊt kh« trong mËt rØ chiÕm 80 – 85%, n­íc chiÕm 15 – 20%. Cã nhµ m¸y röa nhiÒu n­íc sau ly t©m ®­êng nªn l­îng chÊt kh« gi¶m cßn 70 – 75%. Trong sè c¸c chÊt kh« th× ®­êng chiÕm tíi 60%, gåm 35 – 40% lµ saccaroza vµ 20 – 25% lµ ®­êng khö. Sè chÊt kh« cßn l¹i gäi chung lµ chÊt phi ®­êng vµ gåm 30 – 32 % lµ hîp chÊt h÷u c¬ vµ 8 – 10% lµ chÊt v« c¬. Hîp chÊt h÷u c¬ gåm c¸c chÊt chøa nit¬, cacbon, oxy vµ hydro. ChÊt h÷u c¬ kh«ng chøa nit¬ gåm cã pectin, chÊt nhÇy furfurol vµ oxymetyl furfurol, axit,… Ngoµi ra cßn chøa c¸c chÊt khö nh­ng kh«ng lªn men ®­îc nh­ caramen, chÊt mµu,… Hîp chÊt h÷u c¬ chøa nit¬ phÇn lín lµ d¹ng amin nh­ glutamic, l¬xin, alamin,… L­îng nit¬ trong rØ ®­êng mÝa chØ kho¶ng 0,5 – 1%, Ýt h¬n so víi rØ ®­êng cñ c¶i (1,2 – 2,2%). Do chøa Ýt nit¬ nªn khi lªn men dÞch rØ ®­êng ng­êi ta ph¶i bæ sung nguån nit¬ tõ ure hoÆc amoni sunfat. Ngoµi bæ sung nguån nit¬, ng­êi ta cÇn thªm nguån photpho ®Ó gióp cho sù ph¸t triÓn b×nh th­êng cña nÊm men. Theo sè liÖu cña Marinchenco, hµm l­îng axit photphoric chiÕm 6% chÊt kho¸ng, t­¬ng ®­¬ng 0,6% khèi l­îng mËt rØ sÏ kh«ng ®ñ cho dinh d­ìng cña nÊm men. Trong s¶n xuÊt r­îu tõ rØ ®­êng tr­íc ®©y, ng­êi ta cã bæ sung nguån photpho ë d¹ng supe photphat víi sè l­îng 1% so víi mËt rØ. 3. NghiÒn nguyªn liÖu NghiÒn nguyªn liÖu nh»m môc ®Ých ph¸ vì cÊu tróc mµng tÕ bµo thùc vËt, t¹o ®iÒu kiÖn gi¶i phãng c¸c h¹t tinh bét khái c¸c m«. Tr­íc ®©y nguyªn liÖu ®­a vµo nÊu r­îu th­êng ®Ó nguyªn d¹ng h¹t hoÆc l¸t to, ngµy nay nguyªn liÖu ®­îc nghiÒn nhá víi møc ®é kh¸c nhau råi ®­a vµo nÊu ë ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é phï hîp nh»m biÕn tinh bét thµnh d¹ng hoµ tan. HiÖn nay nguyªn liÖu ®­îc nghiÒn trªn nhiÒu kiÓu m¸y kh¸c nhau. ë n­íc ta, t¹i c¸c nhµ m¸y r­îu th­êng dïng m¸y nghiÒn bóa cã cÊu t¹o nh­ sau: H×nh 4. M¸y nghiÒn bóa  Muèn nghiÒn nhá ta dïng bóa máng cã chiÒu dµy 2 ®Õn 3 mm. Khi nghiÒn th« dïng bóa cã chiÒu dµy 6 – 10mm. Tèc ®é quay cña bóa 75 – 80 m/s (t­¬ng ®­¬ng 2750 vßng/phót). Khi nghiÒn, c¸c phÇn nhá lät qua r©y ®­îc qu¹t hót vµ ®Èy ra ngoµi. PhÇn lín ch­a lät qua r©y ®­îc tiÕp tôc nghiÒn nhá. N¨ng suÊt cña m¸y cßn phô thuéc møc ®é nghiÒn vµ kÝch th­íc r©y. Lç r©y bÐ th× n¨ng suÊt gi¶m, mÆt r©y nhanh bÞ háng. Tuú theo chÕ ®é nÊu mµ thay ®æi kÝch th­íc lç mÆt r©y. Víi s¾n kh« khi nÊu ë ¸p suÊt th­êng cã dïng α – amylaza chÞu nhiÖt, nghiÒn cµng mÞn cµng tèt. HiÖn nay ng­êi ta ®· chÕ t¹o m¸y nghiÒn bóa víi n¨ng suÊt 1000; 2000 vµ 3000 kg/h. ë n­íc ta c¸c x­ëng c¬ khÝ th­êng chÕ t¹o c¸c m¸y nghiÒn bóa cã n¨ng suÊt tõ 200 ®Õn 500 kg/h. 4. NÊu nguyªn liÖu: Trong c¸c d¹ng nguyªn liÖu nh­ g¹o, ng«, khoai, s¾n,… h¹t tinh bét lu«n n»m trong c¸c mµng tÕ bµo. Khi nghiÒn chØ mét phÇn c¸c mµng ®ã bÞ ph¸ vì, phÇn lín mµng tÕ bµo cßn l¹i sÏ ng¨n c¶n sù tiÕp xóc cña enzym amylaza víi tinh bét. MÆt kh¸c, ë tr¹ng th¸i kh«ng hoµ tan, amylaza t¸c dông lªn tinh bét rÊt chËm vµ kÐm hiÖu qu¶. V× vËy môc ®Ých chñ yÕu cña nÊu nguyªn liÖu lµ nh»m ph¸ vì mµng tÕ bµo cña tinh bét, t¹o ®iÒu kiÖn biÕn chóng thµnh tr¹ng th¸i hoµ tan trong dung dÞch. Trong qu¸ tr×nh nÊu, phÇn lín mµng tÕ bµo cña nguyªn liÖu ch­a nghiÒn vÉn gi÷ nguyªn cÊu t¹o cña chóng vµ chØ bÞ ph¸ vì khi khuÊy trén hoÆc phãng ch¸o qua van hÑp sang thiÕt bÞ lín h¬n. Lóc ®ã sÏ x¶y ra hiÖn t­îng tù bay h¬i n­íc trong tÕ bµo, thÓ tÝch h¬i t¨ng kho¶ng 1500 lÇn so víi thÓ tÝch n­íc trong tÕ bµo, nhê ®ã mµng tÕ bµo bÞ xÐ vì vµ tinh bét ®­îc gi¶i phãng. TÝnh chÊt nµy ®­îc ¸p dông ®Ó chÕ t¹o c¸c thiÕt bÞ nÊu liªn tôc. Cã thÓ nãi nÊu nguyªn liÖu lµ qu¸ tr×nh ban ®Çu nh­ng rÊt quan träng trong s¶n xuÊt cån etylic. C¸c qu¸ tr×nh kü thuËt tiÕp theo tèt hay xÊu phô thuéc rÊt nhiÒu vµo kÕt qu¶ nÊu nguyªn liÖu. NÊu nguyªn liÖu cã thÓ thùc hiÖn theo mét trong ba ph­¬ng ph¸p: gi¸n ®o¹n, b¸n liªn tôc vµ liªn tôc. Tuú theo ®iÒu kiÖn trang bÞ mçi n­íc, mçi c¬ së s¶n xuÊt cã thÓ chän cho m×nh ph­¬ng ph¸p phï hîp, nh»m ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt trong hoµn c¶nh cho phÐp. ë n­íc ta, c¸c nhµ m¸y r­îu dïng chñ yÕu ph­¬ng ph¸p nÊu gi¸n ®o¹n. §Æc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p lµ toµn bé qu¸ tr×nh nÊu ®Òu thùc hiÖn trong cïng mét nåi. Ph­¬ng ph¸p cã ­u ®iÓm lµ tèn Ýt vËt liÖu ®Ó chÕ t¹o thiÕt bÞ, thao t¸c ®¬n gi¶n, nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ tèn h¬i h¬n v× kh«ng sö dông ®­îc h¬i thø, nÊu l©u ë ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é cao nªn g©y tæn thÊt nhiÒu ®­êng. Nguyªn liÖu ®­a vµo nåi nÊu cã thÓ ®Ó nguyªn c¶ h¹t hoÆc s¾n l¸t. Tuy nhiªn, hiÖn nay nguyªn liÖu hÇu hÕt ®­îc nghiÒn thµnh bét víi møc ®é to nhá kh¸c nhau nh»m môc ®Ých t¨ng n¨ng suÊt vµ h¹n chÕ tæn thÊt do kÐo dµi thêi gian nÊu. Qu¸ tr×nh nÊu ®­îc thùc hiÖn nh­ sau: Cho toµn bé l­îng n­íc vµo nèi víi tû lÖ 3,4 – 4 lÝt/kg nguyªnliÖu tuú thuéc hµm l­îng tinh bét. Cho c¸nh khuÊy lµm viÖc råi ®æ bét vµo, ®Ëy kÝn n¾p vµ b¾t ®Çu x«ng h¬i sao cho 45 – 60 phót th× ¸p suÊt trong nåi ®¹t yªu cÇu. Lóc ®Çu cÇn më van x¶ ®Ó ®uæi hÕt kh«ng khÝ vµ khÝ kh«ng ng­ng cho tíi khi van x¶ tho¸t ra chØ cã h¬i n­íc b·o hoµ. §ãng bít van x¶ vµ khi ¸p suÊt ®¹t tíi ¸p suÊt nÊu ta b¾t ®Çu tÝnh thêi gian. ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é nÊu cao hay thÊp lµ tuú theo tr¹ng th¸i cña nguyªn liÖu, bét to nhá hay ch­a nghiÒn. §èi víi bét th­êng nÊu ë ¸p suÊt 3 – 3,5 kg/cm2, thêi gian duy tr× 60 – 70 phót. Cßn ng« h¹t hay s¾n l¸t th× ph¶i nÊu ë ¸p suÊt 4,5 – 5 kg/cm2 trong kho¶ng 80 – 90 phót. Tèt nhÊt lµ nªn nghiÒn nguyªn liÖu vµ nÊu ë 3 – 3,5 kg/cm2 t­¬ng ®­¬ng nhiÖt ®é 130 – 140oC. §èi víi nguyªn liÖu kÐm phÈm chÊt cho ph¸t triÓn cña vi sinh vËt, cÇn c¨n cø vµo chÊt l­îng mµ ®Þnh ra chÕ ®é nÊu phï hîp. Nguyªn liÖu b¶o qu¶n l©u kÐm phÈm chÊt th­êng nÊu ë ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é thÊp hoÆc rót ng¾n thêi gian duy tr×. Nåi nÊu gi¸n ®o¹n cã h×nh d¸ng nh­ h×nh vÏ theo sau ®©y: H×nh 5. CÊu t¹o nåi nÊu gi¸n ®o¹n  Trong giai ®o¹n cuèi cña nÊu nguyªn liÖu, thØnh tho¶ng ta cÇn lÊy mÉu ®Ó kiÓm tra møc ®é nÊu chÝn cña tinh bét. §é chÝn cña tinh bét cã thÓ kiÓm tra b»ng kÝnh hiÓn vi hay c¨n cø vµo tèc ®é ch¶y cña dÞch ch¸o khi läc, nh­ng kÐm tin cËy. HiÖn nay ng­êi ta vÉn dùa vµo kinh nghiÖm c¶m quan cña c«ng nh©n vËn hµnh. Ch¸o ®­îc xem nh­ chÝn nÕu cã mïi th¬m nhÑ, mµu vµng r¬m hoÆc c¸nh gi¸n. NÕu mµu tèi xÉm, mïi khÐt, vÞ ®¾ng lµ do bÞ ch¸y, cßn nÕu ch¸o cã mµu bît tr¾ng, mïi ng¸i th× xem nh­ ch­a chÝn. NÊu xong ta më van tõ tõ vµ phãng ch¸o sang thïng ®­êng ho¸. Thêi gian phãng ch¸o 10 – 15 phót. Toµn bé chu kú nÊu kÐo dµi kho¶n 2,5 – 3 giê. 5. §­êng ho¸ dÞch ch¸o NÊu xong, tinh bét trong dÞch ch¸o ®· chuyÓn sang tr¹ng th¸i hoµ tan nh­ng ch­a thÓ lªn men trùc tiÕp ®Ó biÕn thµnh r­îu ®­îc mµ ph¶i tr¶i qua qu¸ tr×nh thuû ph©n do xóc t¸c cña amylaza ®Ó biÕn thµnh ®­êng. Qu¸ tr×nh trªn ®­îc gäi lµ ®­êng ho¸ vµ ®ãng vai trß quan träng trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt cån etylic. Nã quyÕt ®Þnh phÇn lín hiÖu suÊt thu håi r­îu do gi¶m bít hoÆc gia t¨ng ®­êng vµ tinh bét sãt sau khi lªn men. Muèn ®¹t hiÖu qu¶ cao trong qu¸ tr×nh thuû ph©n tinh bét th× vÊn ®Ò quan träng tr­íc tiªn lµ chän t¸c nh©n ®­êng ho¸. Tr­íc kia ng­êi ta hay dïng axit HCl hoÆc H2SO4 ®Ó thuû ph©n tinh bét, nh­ng hiÖn nay rÊt Ýt dïng v× gi¸ thµnh cao mµ hiÖu suÊt thu håi r­îu l¹i thÊp. ë nhiÒu n­íc ch©u ¢u vÉn cßn dïng amylaza cña thãc mÇm (malt ®¹i m¹ch) ®Ó thuû ph©n tinh bét trong s¶n xuÊt r­îu, nh­ng hiÖn nay phÇn lín c¸c n­íc ®Òu dïng amylaza nhËn ®­îc tõ nu«i cÊy vi sinh vËt. HÇu hÕt c¸c nhµ m¸y r­îu ë n­íc ta ®Òu dïng amylaza thu ®­îc tõ nu«i cÊy nÊm mèc; mÊy n¨m gÇn ®©y cã mua thªm chÕ phÈm amylaza cña h·ng Novo §an M¹ch ®Ó dïng trong nÊu, dÞch ho¸ vµ ®­êng ho¸. §­êng ho¸ dÞch ch¸o nÊu cã thÓ tiÕn hµnh theo ph­¬ng ph¸p gi¸n ®o¹n hoÆc liªn tôc trªn c¸c s¬ ®å thiÕt bÞ kh¸c nhau, nh­ng dï theo ph­¬ng ph¸p nµo th× qu¸ tr×nh ®­êng ho¸ còng bao gåm: Lµm l¹nh dÞch ch¸o tíi nhiÖt ®é ®­êng ho¸. Cho chÕ phÈm amylaza vµo dÞch ch¸o vµ gi÷ ë nhiÖt ®é trªn trong thêi gian x¸c ®Þnh ®Ó amylaza chuyÓn ho¸ tinh bét thµnh ®­êng. Lµm l¹nh dÞch ®­êng ho¸ tíi nhiÖt ®é lªn men. §­êng ho¸ gi¸n ®o¹n ®­îc thùc hiÖn trong mét thiÕt bÞ gäi lµ thïng ®­êng ho¸. C¸c ph¶n øng chÝnh khi ®­êng ho¸: (C6H10O5)n + nH2O → nC12H22O11 C12H22O11 → 2C6H12O6 Thïng ®­êng ho¸ gi¸n ®o¹n cã cÊu t¹o t­¬ng tù thïng ®­êng ho¸ liªn tôc mét lÇn. Dung tÝch thïng ®­îc tÝnh dùa vµo thÓ tÝch cña mÎ nÊu vµ theo tû lÖ 1,3m3 thïng/1m3 ch¸o. ChiÒu cao thïng th­êng vµo kho¶ng 0,5 – 0,6 so víi ®­êng kÝnh. Bªn trong cã c¸nh khuÊy víi tèc ®é 50 – 60 vßng/phót nh»m gióp cho qu¸ tr×nh lµm l¹nh ®­îc nhanh. DiÖn tÝch truyÒn nhiÖt cÇn lÊy b»ng 3 – 5 m2/m3 ch¸o (dïng èng ®ång ®á). B¬m dÞch ®­êng ph¶i chän sao cho sau 10 – 15 phót cã thÓ b¬m hÕt dÞch chøa trong thïng vµ ®Æt b¬m thÊp h¬n ®¸y thïng kho¶ng 0,6 – 0,8m. Tr­íc khi tiÕn hµnh, thïng ph¶i ®­îc vÖ sinh s¹ch sÏ, ®ãng c¸c van ®¸y, sau ®ã cã thÓ thùc hiÖn theo c¸ch sau (c¸ch nµy th­êng ®­îc sö dông ë c¸c nhµ m¸y n­íc ta): Cho toµn bé dÞch ch¸o nÊu vµo thïng ®­êng ho¸, tiÕp ®ã bËt c¸nh khuÊy, më n­íc lµm l¹nh tíi 70oC, cho tiÕp chÊt s¸t trïng fluosilicat natri víi sè l­îng 2%oo, cho 5 – 10% chÕ phÈm amylaza vµo ®Ó dÞch ho¸ råi tiÕp tôc lµm l¹nh ®Õn 60oC vµ cho nèt 90 – 95% l­îng chÕ phÈm amylaza cßn l¹i. Thêi gian ®­êng ho¸ (tr­íc 1972) kÐo dµi ®Õn 4 giê. Sau ®ã míi lµm l¹nh ®Õn nhiÖt ®é lªn men. H×nh 6 Thïng ®­êng ho¸  C¸ch lµm nµy cã ­u ®iÓm lµ ho¹t ®é amylaza bÞ gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ do Ýt tiÕp xóc víi nhiÖt ®é cao nh­ng l¹i cã c¸c nh­îc ®iÓm sau: Lµm nguéi ®Õn 70oC míi cho amylaza vµo ®Ó dÞch ho¸, do ®ã tinh bét sÏ bÞ l·o ho¸ nhiÒu, dÞch ®Æc, ®é nhít cao ¶nh h­ëng ®Õn lµm viÖc cña c¸nh khuÊy. Do kÐo dµi thêi gian ë nhiÖt ®é gÇn 60oC nªn amylaza vÉn mÊt ho¹t tÝnh nhiÒu. Cã c¬ së do thiÕt bÞ ®­êng ho¸ lín nh­ng diÖn tÝch truyÒn nhiÖt nhá nªn thêi gian lµm l¹nh tíi nhiÖt ®é lªn men qu¸ dµi (10 – 12 h); do ®ã amylaza mÊt nhiÒu ho¹t tÝnh. Tr­íc 1992, chÕ phÈm amylaza cña ta ®­îc nu«i cÊy theo ph­¬ng ph¸p bÒ mÆt, sau ®ã vß t¬i vµ cho th¼ng vµo nåi ®­êng ho¸, kh«ng qua s¸t trïng chÕ phÈm th«. C¸ch lµm nµy dÉn ®Õn nhiÔm khuÈn dÞch ®­êng, lµm t¨ng ®é chua vµ gi¶m hiÖu suÊt lªn men. Qu¸ tr×nh lµm l¹nh ®­îc thùc hiÖn b»ng hÖ thèng ng­ng tô. H×nh 7. HÖ thèng ng­ng tô  6. Lªn men dÞch ®­êng: §­êng ho¸ xong, dÞch ®­êng ®­îc lµm l¹nh tíi 28 – 32oC vµ b¬m vµo thïng lªn men (cßn gäi lµ thïng ñ). ë ®©y d­íi t¸c dông cña nÊm men, ®­êng sÏ biÕn thµnh r­îu vµ khÝ cacbonic cïng víi nhiÒu s¶n phÈm trung gian kh¸c. Lªn men xong ta thu ®­îc hçn hîp gåm r­îu – n­íc – b· gäi lµ giÊm chÝn hay c¬m hÌm. Ph­¬ng tr×nh chÝnh lªn men r­îu: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2 CO2 + Q Khi lªn men cã kho¶ng 95% ®­êng biÕn thµnh r­îu vµ CO2, cßn 5% lµ t¹o c¸c s¶n phÈm kh¸c vµ ®­êng sãt. Trong qu¸ tr×nh lªn men r­îu, mçi ph©n tö gam glucoza sÏ gi¶i phãng ra kho¶ng 50kcal. N¨ng l­îng nµy ®­îc nÊm men sö dông chõng 20kcal, sè cßn l¹i sÏ th¶i ra canh tr­êng do ®ã lµm t¨ng nhiÖt ®é dÞch lªn men. Theo Euler, nhiÖt nµy lµ 28kcal. Lªn men ®­îc tiÕn hµnh ë 28 – 32oC vµ pH = 4,5 – 5,2. NhiÖt ®é cao th× tæn thÊt sÏ lín do t¹p khuÈn dÔ ph¸t triÓn, t¹o nhiÒu este aldehyt. Khi lªn men ë 29,5oC, tæn thÊt do t¹o men lµ 7,37%; cßn ë 17,5oC tæn thÊt do t¹o men lµ 5,32 vµ nÕu lªn men dÞch ®­êng ë 10oC th× tæn thÊt do t¹o men chØ chiÕm 4,42% l­îng ®­êng cã trong dung dÞch. XÐt vÒ ¶nh h­ëng cña pH th× tæn thÊt sÏ Ýt nhÊt khi lªn men ë pH = 4,4. NÕu t¨ng pH th× tæn thÊt sÏ t¨ng nhanh vµ nhiÒu h¬n so víi gi¶m pH. Gi¶m tõ 5,6 xuèng 4,42 hiÖu suÊt lªn men t¨ng 2,3%. Ngoµi s¶n phÈm chÝnh lµ r­îu vµ CO2, cßn t¹o ra nhiÒu chÊt kh¸c, chñ yÕu lµ c¸c nhãm: axit, este, aldehyt, alcol cã sè nguyªn tö cacbon lín h¬n 2. §­êng biÓu diÔn lªn men: H×nh 8. §­êng biÓu diÔn lªn men  Lªn men cã thÓ tiÕn hµnh theo s¬ ®å gi¸n ®o¹n, b¸n liªn tôc hay liªn tôc. Lªn men gi¸n ®o¹n ®­îc thùc hiÖn trong thïng lªn men hay cßn gäi lµ thïng ñ th­êng chÕ t¹o b»ng t«n ®en, chiÒu dµy t«n phô thuéc kÝch th­íc thïng lín hay bÐ, cã thÓ tõ 3 – 10 mm. Tuú theo c«ng suÊt yªu cÇu, dung tÝch th­êng cã thÓ tíi 200m3. CÊu t¹o thïng nh­ sau: H×nh 9. Thïng lªn men gi¸n ®o¹n  Tr­íc tiªn thïng ph¶i ®­îc vÖ sinh s¹ch sÏ, c¸c ®­êng èng vµ van ph¶i ®­îc s¸t trïng th­êng xuyªn. Sau ®ã toµn bé ®­îc thanh trïng b»ng h¬i n­íc. Thêi gian gi÷ ë 95 – 100oC kÐo dµi tõ 50 – 60 phót. Thanh trïng xong thïng ®­îc lµm l¹nh tíi 30oC, th¸o hÕt n­íc ng­ng råi ®ãng van ®¸y. Men gièng vµ dÞch ®­êng ban ®Çu cã thÓ b¬m song song ®Ó nÊm men ®­îc hoµ ®Òu ngay tõ ®Çu. L­îng men gièng th­êng chiÕm 10% so víi thÓ tÝch thïng lªn men, nh­ng dÞch ®­êng kh«ng b¬m ®Çy thïng ngay mµ thêi gian ®æ ®Çy mét thïng lªn men kÐo dµi tõ 6 – 8 giê. Nhê ®ã tû lÖ men gièng lóc ®Çu t¨ng vµ h¹n chÕ ®­îc ph¸t triÓn cña t¹p khuÈn. Thêi gian lªn men ®èi víi dÞch ®­êng tinh bét lµ 3 ngµy, víi dÞch rØ ®­êng lµ 2 ngµy. Sau khi ®æ ®Çy thïng ta ®Ó cho lªn men, vµ cø 8 giê lÊy dÞch ®­êng lªn men ®em läc ®Ó x¸c ®Þnh ®é chua vµ ®o Bx. §ång thêi theo dâi nhiÖt ®é vµ lu«n khèng chÕ thÊp h¬n 33oC. VÒ cuèi nhiÖt ®é cã thÓ gi¶m ®Õn 28oC. VÒ mïa ®«ng, nÕu cã thÓ th× lµm l¹nh dÞch ®­êng tíi 20 – 22oC ®Ó sau 8 – 10 giê nhiÖt ®é sÏ t¨ng tíi 28 – 30oC, vµ h¬n n÷a, nh­ng trong mäi tr­êng hîp kh«ng nªn ®Ó nhiÖt ®é t¨ng qu¸ 35oC. ë n­íc ta vÒ mïa hÌ n­íc lµm l¹nh th­êng kh«ng ®¹t yªu cÇu, cã n¬i nhiÖt ®é n­íc kh¸ cao, do ®ã t¸c dông lµm l¹nh dÞch lªn men kÐm, dÉn ®Õn tæn thÊt nhiÒu. Lªn men ®­îc xem lµ b×nh th­êng nÕu sau 50 giê, ®é ®­êng biÓu kiÕn cña dÞch lªn men ®· xuèng 0 (víi rØ ®­êng sÏ kh¸c), cßn ®é chua kh«ng t¨ng qu¸ 0,8g H2SO4/l so víi ®é chua cña dÞch ®­êng tr­íc khi lªn men. Tr­êng hîp ®é chua khi lªn men t¨ng nhanh, ®é ®­êng biÓu kiÕn gi¶m chËm th× ph¶i nghÜ ngay tíi nhiÔm khuÈn. CÇn kiÓm tra vi sinh vËt vµ xö lý kÞp thêi. Tuú theo møc ®é nhiÔm ®Ó cã biÖn ph¸p kh¾c phôc, xö lý cho phï hîp. NÕu nhiÔm nhiÒu th× dïng axit ®iÒu chØnh vÒ pH = 4,0 – 4,2 ®Ó 1 ®Õn 2 giê råi míi chia bít sang c¸c thïng ®ang lªn men m¹nh. Lªn men ®­îc xem lµ kÕt thóc nÕu sau 8 giê ®é ®­êng biÓu kiÕn kh«ng gi¶m hoÆc chØ gi¶m 0,1 – 0,2%. Lªn men gi¸n ®o¹n ë c¸c thïng riªng biÖt cã ­u ®iÓm lµ dÔ lµm. Khi nhiÔm dÔ xö lý nh­ng n¨ng suÊt thu ®­îc tõ 1m3 thiÕt bÞ thÊp. Tuy nhiªn, ph­¬ng ph¸p nµy vÉn ®ang ®­îc ¸p dông chñ yÕu ë n­íc ta vµ còng cho hiÖu suÊt kh¸. 7. Ch­ng cÊt vµ tinh chÕ cån: Ch­ng cÊt lµ qu¸ tr×nh t¸ch r­îu vµ c¸c t¹p chÊt dÔ bay h¬i khái giÊm chÝn. KÕt qu¶ ta nhËn ®­îc r­îu th« hoÆc cån th«. Tinh chÕ hay tinh luyÖn lµ qu¸ tr×nh t¸ch c¸c t¹p chÊt khái cån th« vµ n©ng cao nång ®é cån. S¶n phÈm thu ®­îc gäi lµ cån tinh chÕ hay cån thùc phÈm cã nång ®é trong kho¶ng 95,5 – 96,5%. Cån thùc phÈm chøa rÊt Ýt c¸c t¹p chÊt. ë n­íc ta theo TCVN – 71, cån ®­îc xÕp thµnh hai lo¹i víi c¸c chØ tiªu chÊt l­îng nh­ ë b¶ng d­íi: B¶ng 2. TCVN.1.051 – 71 vÒ chØ tiªu chÊt l­îng r­îu ChØ tiªu chÊt l­îng  Cån lo¹i I  Cån lo¹i II   Nång ®é r­îu etylic, % V  ≥ 96o  95   Hµm l­îng aldehyt tÝnh theo aldehyt axetic, mg/l  8  20   Hµm l­îng este tÝnh theo axetat etyl, mg/l  ≤ 30  50   Hµm l­îng dÇu fusel tÝnh theo alcol izoamylic vµ izobutylic, hçn hîp 3:1, mg/l  30  60   Hµm l­îng alcol metylic, % V  ≤ 0,06  0,1   Hµm l­îng axit tÝnh theo axit axetic, mg/l  ≤ 9  18   Hµm l­îng furfurol  Kh«ng ®­îc cã   Thêi gian oxy ho¸, phót  ≥ 25  20   Mµu s¾c  Trong suèt vµ kh«ng mµu    XÐt vÒ c¶m quan, c¶ 3 lo¹i cån ®Òu ph¶i trong suèt, kh«ng mµu, cã mïi vÞ ®Æc tr­ng cho tõng lo¹i nguyªn liÖu, kh«ng ®­îc cã mïi vÞ l¹. Muèn t¸ch cån th« khái giÊm chÝn vµ sau ®ã tinh chÕ nã ®Ó nhËn ®­îc cån cã chÊt l­îng cao, ng­êi ta cã thÓ thùc hiÖn theo ph­¬ng ph¸p gi¸n ®o¹n, b¸n liªn tôc hoÆc liªn tôc trªn c¸c s¬ ®å thiÕt bÞ kh¸c nhau, tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p, tuú theo ®iÒu kiÖn vèn ®Çu t­ vµ yªu cÇu chÊt l­îng ®Ò ra cña c¬ së s¶n xuÊt. S¬ ®å ch­ng gi¸n ®o¹n cho trong h×nh d­íi ®©y: H×nh 10. Ch­ng luyÖn gi¸n ®o¹n  Theo s¬ ®å gi¸n ®o¹n ë h×nh trªn, giÊm chÝn ®­îc b¬m vµo thïng ch­ng cÊt 1, sau ®ã më h¬i ®un cho tíi s«i. H¬i r­îu bay lªn theo chiÒu cao th¸p 2 ®­îc n©ng cao nång ®é ra khái th¸p vµo thiÕt bÞ ng­ng tô vµ lµm l¹nh 3 råi vµo thïng chøa. Ch­ng gi¸n ®o¹n cã ­u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n, dÔ thao t¸c nh­ng béc lé nhiÒu nh­îc ®iÓm. Do thêi gian cÊt ph¶i mÊt 6 – 8 giê nªn thïng chøa lín, tèn vËt liÖu chÕ t¹o mµ n¨ng suÊt l¹i thÊp. MÆt kh¸c giÊm chÝn ®­a vµo kh«ng ®­îc ®un nãng b»ng nhiÖt ng­ng tô cña cån th« nªn tèn h¬i. Nång ®é cån kh«ng æn ®Þnh vµ gi¶m dÇn theo thêi gian. Lóc ®Çu cã thÓ ®¹t 75 – 80% V, cuèi chØ cßn 5 – 6% V. Nång ®é trung b×nh kho¶ng 20 – 30%. Tæn thÊt r­îu theo b· nhiÒu gÊp 3 – 4 lÇn so víi ch­ng liªn tôc. Cån th« nhËn ®­îc sau khi ch­ng cÊt cßn chøa nhiÒu t¹p chÊt. Do ®ã cån tinh chÕ nh»m t¸ch c¸c t¹p chÊt ®Ó n©ng cao chÊt l­îng vµ ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi tiªu dïng. §èi víi cån th« nhËn ®­îc sau ch­ng cÊt, nÕu ®em tinh chÕ gi¸n ®o¹n th× cÇn xö lý b»ng ho¸ chÊt vµ dùa trªn ph¶n øng sau: RCOOC2H5 + NaOH → RCOONa + C2H5OH Ngoµi ra c¸c axit tù do trong cån th« còng ph¶n øng víi NaOH ®Ó t¹o thµnh c¸c muèi kh«ng bay h¬i vµ n­íc: R1COOH + NaOH → R1COONa + H2O §Ó gi¶m bít aldehyt vµ c¸c hîp chÊt kh«ng no kh¸c ng­êi ta dïng KMnO4 lµm chÊt oxy ho¸. Ph¶n øng nµy cã thÓ x¶y ra trong m«i tr­êng kiÒm yÕu cã pH = 8 – 9. Trong ®iÒu kiÖn ®ã hai ph©n tö KMnO4 sÏ gi¶i phãng ra 3 nguyªn tö oxy, sau ®ã sÏ tham gia vµo ph¶n øng oxy ho¸: 2KMnO4 + 3 CH3CHO + NaOH → 2 CH3COOK + CH3COONa + 2MnO2 + 2H2O L­îng NaOH vµ KMnO4 chØ nªn ®ñ, v× nÕu thõa th× dÔ dÉn ®Õn alcol etylic bÞ oxy ho¸ thµnh axit vµ g©y tæn thÊt. Muèn tr¸nh cÇn x¸c ®Þnh l­îng t¹p chÊt vµ tÝnh to¸n cô thÓ l­îng ho¸ chÊt ®­a vµo. Trong thùc tÕ ë c¸c n¬i kh«ng cã ®iÒu kiÖn ph©n tÝch, cã thÓ lµm ®¬n gi¶n nh­ sau: Pha lo·ng cån th« tíi nång ®é kho¶ng 50%V, sau ®ã dïng dung dÞch NaOH 10% cho vµo nåi råi khuÊy ®Òu, ®iÒu chØnh tíi pH = 8,5 – 9,0; tiÕp theo dïng dung dÞch KMnO4 2% cho vµo cån th« vµ khuÊy ®Òu cho tíi khi xuÊt hiÖn mµu hång ®Ëm. S¬ ®å tinh chÕ gi¸n ®o¹n cho trong h×nh theo phÝa sau. §Ó tinh chÕ ta cho cån th« võa xö lý vµo thïng 1, dïng h¬i trùc tiÕp vµ gi¸n tiÕp ®un tíi 80 – 90oC. §ãng van h¬i vµ ®Ó cho ph¶n øng 1 – 2 giê, ®ång thêi më nhá n­íc ®ñ ng­ng tô phÇn h¬i r­îu bay lªn. Sau ®ã më van h¬i gi¸n tiÕp ®un tíi s«i, ®ång thêi më n­íc ®ñ ng­ng tô toµn bé h¬i r­îu ®i vµo 3, phÇn khÝ kh«ng ng­ng qua 4 ra ngoµi, nÕu cã r­îu cÇn thu l¹i. Sau 30 – 60 phót s«i vµ håi l­u, víi thêi gian nµy c¸c t¹p chÊt dÔ bay h¬i ®­îc ®Èy lªn ®Ønh th¸p. Ta ®iÒu chØnh h¬i vµ n­íc lµm l¹nh lÊy ra kho¶ng 3 – 5 % cån ®Çu. L­îng nµy cßn chøa nhiÒu t¹p chÊt ®Çu ®Ó riªng. TiÕp theo lÊy ra 6 – 12 % cån 2a, còng vÉn lÉn t¹p chÊt ®Çu. Sau khi lÊy cån 2a ta ®iÒu chØnh chØ sè håi l­u vµ lÊy s¶n phÈm chÝnh III. Tuú theo chÊt l­îng cån th« ban ®Çu vµ møc chÊt l­îng ®Þnh ra cña nhµ m¸y, l­îng s¶n phÈm chÝnh cã thÓ tõ 60 – 80% so víi tæng l­îng cån ®­a vµo th¸p. LÊy xong s¶n phÈm chÝnh ta lÊy ®Õn cån 2b còng víi sè l­îng 6 – 12%, sau cïng ta lÊy r­îu fusel víi sè l­îng 3 – 5%. H×nh 11. S¬ ®å tinh chÕ gi¸n ®o¹n  Cã thÓ kh«ng lÊy r­îu fusel qua tõng mÎ tinh chÕ mµ qua 2 – 3 lÇn míi lÊy ra. Muèn vËy më h¬i trùc tiÕp, ®Èy hÕt h¬i r­îu lªn th¸p vµ khi nhiÖt ®é ®¸y ®¹t 103oC, th¸o hÕt n­íc th¶i ë ®¸y th¸p. Sau ®ã tiÕp tôc tinh chÕ mÎ sau. S¬ ®å tinh chÕ gi¸n ®o¹n tuy cho phÐp nhËn ®­îc cån cã chÊt l­îng nh­ng hiÖu suÊt thu håi thÊp, tèn h¬i vµ c«ng søc lao ®éng do ph¶i cÊt l¹i, nh­ng ë n­íc ta hiÖn nay nhiÒu xÝ nghiÖp t­ nh©n vÉn cßn sö dông c¸c s¬ ®å ch­ng luyÖn gi¸n ®o¹n. 8. §Æc ®iÓm sö dông ®iÖn, n­íc: §Ó cung cÊp nhiÖt cho nåi h¬i cã thÓ dïng than hoÆc dÇu th«, dÇu diezen,… Theo c«ng nghÖ cña c«ng ty Cing – I Engineering, §µi Loan míi giao b¸n ë chî c«ng nghÖ Techmart cho c«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu tõ g¹o vµ c¸c nguyªn liÖu chøa tinh bét th×: KÝch th­íc nhµ x­ëng cÇn thiÕt lµ dµi 20m x réng 10m x cao 5m. L­îng ®iÖn cung cÊp cho 2 m¸y b¬m chuyªn dông, 3 m¸y b¬m chÊt láng ch­ng cÊt, 2 m¸y b¬m ®ãng chai, 2 thiÕt bÞ läc khÝ khö trïng h¬i vµ 1 hÖ thèng khÝ nÐn lµ 15 kw/h. L­îng n­íc cung cÊp cho 1 thïng ng©m, 1 nåi h¬i lµ 1000 l/h. L­îng dÇu cung cÊp cho 1 nåi h¬i lµ 120 l/h. (Ch­a râ kÝch th­íc vµ n¨ng suÊt cña mçi thiÕt bÞ). Ngoµi ra cßn cÇn ®iÖn chiÕu s¸ng, qu¹t giã,… vµ n­íc sinh ho¹t. PhÇn hai. VÊn ®Ò m«i tr­êng C«ng nghÖ s¶n xuÊt nµo còng cã ¶nh h­ëng Ýt nhiÒu tíi m«i tr­êng vµ con ng­êi víi c¸c nguån th¶i ®Æc tr­ng cña nã. C«ng nghÖ s¶n xuÊt r­î­ ®¬n gi¶n h¬n vÒ nguån th¶i ph¸t sinh vµ ph­¬ng ph¸p xö lý. V× hÇu hÕt chÊt th¶i trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt r­îu kh«ng ph¶i lµ nh÷ng chÊt ®éc h¹i mµ hoµn toµn cã thÓ sö dông vµo môc ®Ých kh¸c. Trong c«ng ®o¹n nghiÒn nguyªn liÖu, g©y ra bôi xung quanh khu vùc nghiÒn vµ tiÕng ån do ®éng c¬ vµ m¸y nghiÒn ph¸t ra. Tuy nhiªn ®©y lµ hai d¹ng « nhiÔm côc bé t¹i khu vùc s¶n xuÊt vµ cã thÓ kh¾c phôc ®­îc b»ng c¸ch hiÖn ®¹i ho¸ m¸y nghiÒn. Trong c«ng ®o¹n nÊu nguyªn liÖu, s¶n phÈm cña giai ®o¹n nµy ®­îc ®­a hoµn toµn vµo giai ®o¹n sau nªn hÇu nh­ kh«ng cã chÊt th¶i. NÕu cã còng chØ lµ nh÷ng mÎ nÊu bÞ khª ch¸y hay sèng nh­ng ®Òu cã thÓ tËn dông cho viÖc cung cÊp thøc ¨n ch¨n nu«i. Giai ®o¹n ®­êng ho¸ vµ lªn men dÞch ®­êng còng vËy. Giai ®o¹n nÊu nguyªn liÖu cã thÓ dïng than, vµ hiÖn nay mét sè n¬i ®· chuyÓn sang dÇu th¶i ra c¸c khÝ ®èt ®Æc tr­ng cña viÖc ®èt nhiªn liÖu ho¸ th¸ch, ®iÒu nµy lµ kh«ng tr¸nh khái. XØ than cã thÓ dïng lµm nguyªn liÖu x©y dùng. Sau ch­ng cÊt vµ tinh luyÖn cßn l¹i phÇn b· r­îu, ®©y lµ nguån th¶i quan träng nhÊt cña ch­ng cÊt r­îu. Tuy nhiªn phÇn b· nµy sÏ ®­îc sö dông lµm thøc ¨n ch¨n nu«i hoÆc sÊy kh« lµm ph©n bãn h÷u c¬. Mét l­îng lín khÝ CO2 ®­îc sinh ra trong qu¸ tr×nh lªn men. MÆc dï thuéc d¹ng khÝ th¶i vµ lµ nguªn nh©n g©y ra hiÖu øng nhµ kÝnh, nh­ng còng ®­îc sö dông trong c«ng nghÖ thùc phÈm vµ ch÷a ch¸y. V× CO2 ë ®©y rÊt s¹ch nªn ®­îc gi÷ l¹i lµm nguyªn liÖu cho c¸c c«ng nghÖ s¶n xuÊt kh¸c. Ngoµi ra cßn cã chÊt th¶i r¾n nh­ hÖ thèng nåi nÊu bÞ háng. Tuy nhiªn do ®Æc thï cña c«ng nghÖ nªn viÖc xö lý c¸c chÊt tån ®äng, b¸m dÝnh trªn thiÕt bÞ nµy lµ kh«ng phøc t¹p. Cã thÓ b»ng n­íc röa hoÆc ch«n lÊp. Sau mét thêi gian sÏ ph©n huû thµnh c¸c chÊt kh«ng ®éc h¹i. HÖ sè « nhiÔm cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu lµ 0,27. kÕt luËn Theo lý thuyÕt th× r­îu cã thÓ ®­îc ®iÒu chÕ tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau, vÝ dô tõ dÇu má còng cã thÓ s¶n xuÊt ®­îc r­îu. Nh­ng hÇu hÕt hiÖn nµy ng­êi ta ®Òu s¶n xuÊt r­îu tõ c¸c nguyªn liÖu chøa ®­êng vµ tinh bét. Vµ c¸c c«ng ®o¹n chÝnh ®Ó s¶n xuÊt ra r­îu nh­ ®· tr×nh bµy trong bµi tiÓu luËn nµy. TÊt c¶ c¸c c«ng nghÖ truyÒn thèng vµ hiÖn ®¹i vÒ c¬ b¶n ®Òu ph¶i tr¶i qua c¸c qu¸ tr×nh nh­ vËy. Trong bµi tiÓu luËn nµy kh«ng t×m hiÓu kü vÒ c¸c chñng vi sinh vËt, v× viÖc s¶n xuÊt r­îu cã thÓ mua men tõ n¬i kh¸c. Sù t¸c ®éng râ rÖt nhÊt tíi m«i tr­êng cña c«ng nghÖ lµ tõ viÖc ®èt nhiªn liÖu ®Ó cung cÊp h¬i nÊu nguyªn liÖu. MÆc dï hiÖn nay ®· thay viÖc ®èt than b»ng viÖc ®èt dÇu diezen, nh­ng nguån dÇu má råi còng sÏ c¹n kiÖt vµ dï sao th× vÉn sinh ra c¸c khÝ lµm « nhiÔm m«i tr­êng. Thªm n÷a lµ khi dïng men ta míi chØ quan t©m tíi c¸c enzym chñ yÕu ®Ó thuû ph©n tinh bét vµ lªn men r­îu, nh÷ng chñng sinh vËt kh¸c ta ch­a kiÓm so¸t hÕt ®­îc. MÆc dï ®©y lµ thiÕu sãt vÒ mÆt khoa häc, nh­ng cho tíi hiÖn nay vÉn ch­a thÊy cã sù th«ng b¸o nµo vÒ sù xuÊt hiÖn vµ nguy h¹i cña c¸c chñng vi sinh vËt l¹ ®­îc th¶i ra trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt r­îu. HiÖn nay c¸c thiÕt bÞ tù ®éng ho¸ ®· tham gia vµo qui tr×nh s¶n xuÊt gióp n©ng cao hiÖu suÊt vµ n¨ng suÊt. Hi väng trong t­¬ng lai, c«ng nghÖ s¶n xuÊt r­îu cã thÓ ®¹t ®­îc tiªu chuÈn c«ng nghÖ kh«ng chÊt th¶i, vµ mang l¹i nhiÒu lîi Ých h¬n cho con ng­êi. phôc lôc Danh s¸ch c¸c b¶ng vµ h×nh vÏ Trang Danh s¸ch b¶ng B¶ng 1. Thµnh phÇn ho¸ häc cña mét sè nguyªn liÖu 9 B¶ng 2. TCVN – 71 vÒ chØ tiªu chÊt l­îng r­îu 18 Danh s¸ch h×nh vÏ H×nh 1. S¶n l­îng cån s¶n xuÊt ë mét sè n­íc 5 H×nh 2. S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt 7 H×nh 3. Thµnh phÇn chÝnh cña cñ s¾n t­¬i 8 H×nh 4. M¸y nghiÒn bóa 10 H×nh 5. Nåi nÊu nguyªn liÖu 12 H×nh 6. Thïng ®­êng ho¸ 14 H×nh 7. HÖ thèng ng­ng tô 15 H×nh 8. §­êng biÓu diÔn lªn men 16 H×nh 9. Thïng lªn men gi¸n ®o¹n 17 H×nh 10. Ch­ng gi¸n ®o¹n 19 H×nh 11. S¬ ®å tinh chÕ gi¸n ®o¹n 21 Tµi liÖu tham kh¶o PGS, TS NguyÔn §×nh Th­ëng, TS NguyÔn Thanh H»ng, C«ng nghÖ s¶n xuÊt vµ kiÓm tra cån etylic, NXB KHKT, 2007. Trang web cña Vô KH – CN, Bé C«ng nghiÖp. www.techmartvietnam.com, ngµy 01-10-2008.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docTìm hiểu công nghệ sản xuất rượu và các dòng thải chính.doc